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JP7112495B2 - An improved method for estimating arterial blood values - Google Patents

An improved method for estimating arterial blood values Download PDF

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JP7112495B2 JP2020533153A JP2020533153A JP7112495B2 JP 7112495 B2 JP7112495 B2 JP 7112495B2 JP 2020533153 A JP2020533153 A JP 2020533153A JP 2020533153 A JP2020533153 A JP 2020533153A JP 7112495 B2 JP7112495 B2 JP 7112495B2
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Description

本発明は、静脈血の値を動脈血の値に変換するための、コンピュータに実装される方法、血液の値を測定し、静脈血の値を動脈血の値に変換するための、コンピュータに実装される対応するデータ処理システム、およびコンピュータシステムにおいて前記方法を実行するための、対応するコンピュータプログラム製品に関する。 The present invention provides a computer-implemented method for converting a venous blood value to an arterial blood value, a computer-implemented method for measuring a blood value and converting a venous blood value to an arterial blood value. and a corresponding computer program product for carrying out the method in a computer system.

動脈の血液ガス分析は、主に重篤な/急性疾患の患者における換気および酸素化の妥当性と併せて、酸塩基状態を評価するために、日常的に使用される検査室検査およびポイントオブケア検査である。 Arterial blood gas analysis is a routinely used laboratory test and point-of-care primarily to assess acid-base status in conjunction with adequacy of ventilation and oxygenation in critically/acutely ill patients. It is a care test.

急性疾患の患者のアセスメントは、その患者の多くの生理的システム、例えば、肺系、代謝系、腎臓系、および循環系の評価を伴う複雑な過程である。この評価のために必要な情報の大半は、患者の血液の分析からのものである。血液サンプルは、動脈および静脈の両方から採取可能である。動脈血は、患者に動脈カテーテルもしくはカニューレを留置すること、または針を用いた動脈穿刺を実施することのいずれかによって、サンプリングが可能である。静脈血は、末梢のカニューレもしくは静脈穿刺(末梢静脈血)、上大静脈に留置されたカテーテル(中心静脈血)、または肺動脈に留置された肺動脈カテーテル(混合静脈血)からのサンプリングが可能である。 Assessment of a patient for acute illness is a complex process involving evaluation of many of the patient's physiological systems, including the pulmonary, metabolic, renal, and circulatory systems. Most of the information required for this assessment comes from analysis of the patient's blood. Blood samples can be taken from both arteries and veins. Arterial blood can be sampled either by placing an arterial catheter or cannula in the patient or by performing an arterial puncture with a needle. Venous blood can be sampled from a peripheral cannula or venipuncture (peripheral venous blood), a catheter placed in the superior vena cava (central venous blood), or a pulmonary artery catheter placed in the pulmonary artery (mixed venous blood). .

集中治療室(ICU)に収容されている患者では、留置カテーテルの使用は一般的であり、動脈血の入手を容易にする。他の診療科において、動脈血は、通常、動脈穿刺を介して採取される。動脈穿刺は、静脈サンプリングよりも痛みを伴い不快であり、患者に対する副作用のリスクを伴うことが示されている。臨床スタッフにとって、動脈穿刺は、より複雑であり、使用される採取システムが、針刺し損傷に加えて血液の漏れによる汚染の潜在的リスクを示すように、リスクを伴う。 In patients admitted to the intensive care unit (ICU), the use of indwelling catheters is common to facilitate access to arterial blood. In other clinical departments, arterial blood is usually collected via arterial puncture. Arterial puncture has been shown to be more painful and uncomfortable than venous sampling and carries a risk of side effects to the patient. For clinical staff, arterial puncture is more complicated and carries risks, as the collection system used presents a potential risk of contamination by blood leakage in addition to needle stick injury.

血液から得られ、患者の状態を評価するために使用される測定値の多くは、静脈血と動脈血のサンプルで類似している。これらには、ナトリウム(Na)、カリウム(K)などの電解質、およびヘモグロビン濃度(Hb)、および異常な形態のヘモグロビンの濃度(例えば、カルボキシヘモグロビン(COHb)、メトヘモグロビン(MetHb))が含まれた。 Many of the measurements obtained from blood and used to assess a patient's condition are similar for venous and arterial blood samples. These include electrolytes such as sodium (Na), potassium (K), and hemoglobin concentration (Hb), and concentrations of abnormal forms of hemoglobin (e.g., carboxyhemoglobin (COHb), methemoglobin (MetHb)). rice field.

しかし、動脈血および静脈血の酸塩基状態は、サンプリングの部位にかかわらず、同じではない。酸塩基状態は、一般的に、血液における以下の測定値を指す:pH、酸素圧(pO2)、二酸化炭素圧(pCO2)、重炭酸塩濃度(HCO3)、基準条件より高い塩基濃度(過剰塩基(BE))、基準pCO2における重炭酸塩濃度(標準重炭酸塩SBC)、酸素圧(pO2)、およびヘモグロビンの酸素飽和度(SO2)、pO2およびSO2は血液の酸素化状態として参照されることが多い。動脈血と静脈血の間の酸塩基状態の差異は、組織における代謝による血液からの酸素除去および二酸化炭素添加によるものである。 However, the acid-base status of arterial and venous blood is not the same regardless of the sampling site. Acid-base status generally refers to the following measurements in blood: pH, tension of oxygen (pO2), tension of carbon dioxide (pCO2), concentration of bicarbonate (HCO3), concentration of base above baseline conditions (overbased (BE)), bicarbonate concentration at baseline pCO2 (standard bicarbonate SBC), oxygen tension (pO2), and hemoglobin oxygen saturation (SO2), pO2 and SO2 are referred to as the oxygenation status of the blood. There are many. The difference in acid-base status between arterial and venous blood is due to metabolic deoxygenation and carbon dioxide addition from the blood in tissues.

このため、動脈穿刺の必要性を減じるため、例えば、静脈血の値を動脈血の値に変換するための、国際特許出願第2004/010861号(OBI Medical Aps、Denmarkに対して)に開示されている方法といった数々の新たな取り組みが、数年にわたって行われてきた。他の関連する参考文献は、REES S E:「The Intelligent Ventilator(INVENT)project:The role of mathematical models in translating physiological knowledge into clinical practice」、COMPUTER METHODS AND PROGRAMS IN BIOMEDICINE、第104巻、2011年12月(2011-12)、S1~S29ページ、TOFTEGAARD M:「A mathematical model based method for converting venous values of acid-base and oxygenation status to arterial values」、博士論文、2010年1月1日(2010-01-01)、1~49ページ、および米国特許出願公開第2007/218559Al号(FRANCO WAYNE P[US])2007年9月20日(2007-09-20)であろうか。 For this reason, in order to reduce the need for arterial puncture, e.g. for converting venous blood values to arterial blood values, WO 2004/010861 (to OBI Medical Aps, Denmark) is disclosed. A number of new efforts have been made over the years, such as how to他の関連する参考文献は、REES S E:「The Intelligent Ventilator(INVENT)project:The role of mathematical models in translating physiological knowledge into clinical practice」、COMPUTER METHODS AND PROGRAMS IN BIOMEDICINE、第104巻、201112月(2011-12), pp. S1-S29, TOFTEGAARD M: "A mathematical model based method for converting venous values of acid-base and oxygenation status to arterial values", Ph.D. 01), pp. 1-49, and US Patent Application Publication No. 2007/218559 Al (FRANCO WAYNE P [US]) September 20, 2007 (2007-09-20).

WO2004/010861の方法は、動脈血サンプルを採取する必要がないといった利点を有し、静脈血サンプルと比較して、動脈血サンプルを採取するときの静脈血サンプルと比較した欠点がその後排除される。この方法は、基本的に3つのステップ、すなわち、例えば、パルスオキシメトリーによって動脈の酸素化を測定する第1のステップ、好ましくは嫌気的サンプリングによって測定し、末梢静脈血(PVBG)または中心静脈血(CVBG)を含む静脈血サンプルの静脈血の酸塩基状態および酸素化状態の値を推定する第2のステップ、血液の酸塩基状態および酸素化状態を、望ましい動脈血の推定値、すなわち、動脈血の酸塩基状態の1つまたは複数の値に導くための数学的モデルを適用することによって、静脈血の値を変換する第3のステップに基づいている。WO2004/010861に概して記載されている方法は、OBI Apsから商品名v-TAC(商標)で現在市販されており、追加の情報は、ウェブページwww.obimedical.comを参照のこと。 The method of WO2004/010861 has the advantage of not having to take an arterial blood sample, thus eliminating the drawbacks of taking an arterial blood sample compared to a venous blood sample when taking an arterial blood sample. The method basically consists of three steps: first measuring arterial oxygenation, for example by pulse oximetry, preferably by anaerobic sampling, and measuring peripheral venous blood (PVBG) or central venous blood A second step of estimating the venous acid-base and oxygenation status values of a venous blood sample containing (CVBG), the blood acid-base and oxygenation status is converted to the desired arterial blood estimate, i.e. It is based on a third step of transforming the venous blood values by applying a mathematical model to lead to one or more values of acid-base status. The method, which is generally described in WO2004/010861, is currently commercially available from OBI Aps under the trade name v-TAC™ and additional information can be found on their web page www. obimedical. See www.com.

しかし、静脈血の値を動脈血の値に変換する改良された方法は有利であり、特に、より効率的および/または信頼性の高い方法は有利であろう。 However, improved methods of converting venous blood values to arterial blood values would be advantageous, and in particular, more efficient and/or reliable methods would be advantageous.

本発明のさらなる目的は、先行技術の代替を提供することである。
WO2004/010861の方法の何人かの患者に対する臨床的使用の間、何人かの患者および/またはいくつかの状況において、血液ガス値を動脈血化する場合に、この方法では望ましい結果が得られないことが発見された。
A further object of the present invention is to provide an alternative to the prior art.
During the clinical use of the method of WO 2004/010861 on some patients, in some patients and/or in some situations, the method does not give desirable results when arterializing blood gas levels. was discovered.

他の要因のうち、血液ガス分析の間の分析前誤差および/もしくは分析誤差によって、かつ/または例えば、測定値の精度に通常限界があるパルスオキシメトリーを使用して動脈の酸素化を推定する場合、対応する静脈の酸素化の値が、測定された動脈の酸素化よりも実際に高くなる状況が生じる場合があることが、本発明者らによって発見された。 Estimate arterial oxygenation by pre-analytical and/or analytical error during blood gas analysis, among other factors, and/or using, for example, pulse oximetry, where the accuracy of measurements is usually limited In some cases, it has been discovered by the inventors that a situation may arise in which the corresponding venous oxygenation values are actually higher than the measured arterial oxygenation.

同じ状況が、サンプリング前に不十分に機械的に動脈血化されたと思われる毛細血管の血液ガスサンプルを完全に動脈血化するために、v-TAC(商標)を含むVTAC方法を使用する場合に、さらにより頻繁に生じている。機械的に動脈血化された毛細血管サンプルは、定義に従って、動脈の値により近いであろう。このことは、v-TACによる毛細血管血の動脈血化が、データセット40中13(32.5%)で失敗している表-1の臨床例(2)によって明確に実証されている。 The same situation occurs when using VTAC methods, including v-TAC™, to fully arterialize capillary blood gas samples that may have been mechanically inadequately arterialized prior to sampling. occurring even more frequently. Mechanically arterialized capillary samples will, by definition, be closer to arterial values. This is clearly demonstrated by clinical case (2) in Table 1, where v-TAC failed to arterialize capillary blood in 13 out of 40 data sets (32.5%).

このため、静脈の血液ガスが使用される場合には肺治療中の患者の約5%、および毛細血管の血液ガスが使用される場合には患者の20~50%で、臨床医が、動脈の値ではなく、代わりにエラーメッセージを受け取ることになるという点で、この問題は重大である。結果として、臨床医は、動脈穿刺または毛細血管サンプリングを実施するなど、測定をやり直さねばならなくなるであろう。この重大な問題は、本分野でこれまでに認識されておらず、そのため、本発明が、以前は知られていなかった問題に対する解決策を打ち立てるであろうことは、強調されるべきである。 Thus, in approximately 5% of patients undergoing pulmonary therapy when venous blood gases are used, and 20-50% of patients when capillary blood gases are used, clinicians will require arterial This issue is significant in that you will receive an error message instead of the value of As a result, the clinician would have to redo the measurements, such as performing an arterial puncture or capillary sampling. It should be emphasized that this critical problem has heretofore not been recognized in the art, and thus the present invention will establish a solution to a previously unknown problem.

特に、静脈血の値を動脈血の値に変換するための、コンピュータに実装される方法において、さらに使用するためには低過ぎる動脈の酸素化の測定値を用いて、先行技術に関する上記の以前は知られていなかった問題を解決する、コンピュータに実装される方法を提供することが、したがって、本発明の目的とみなされてもよい。 In particular, in a computer-implemented method for converting venous blood values to arterial blood values, using arterial oxygenation measurements that are too low for further use, the above-described prior art It may therefore be considered an object of the present invention to provide a computer-implemented method that solves a previously unknown problem.

このため、上記の目的および複数の他の目的は、本発明の第1の態様において、静脈血の値を動脈血の値に変換するための、コンピュータに実装される方法であって:
a)動脈の酸素化の測定値および/または推定値を提供するステップと、
b)静脈血から得られた血液サンプル中の血液の酸塩基状態の値を測定するステップおよび/または推定するステップと、
c)血液の酸塩基状態および酸素化状態を、動脈血の推定値に導くための数学的モデルを適用することによって、静脈血の値を変換するステップと、ここで、
d1)動脈の酸素化の測定値および/または推定値が、対応する静脈の酸素化の値を下回る場合、
e)次に、対応する静脈の酸素化の値の関数である代替値を用いて、前記動脈の酸素化の値を推定するステップ
を含む方法によって達成されるよう意図されている。
To this end, the above object and several other objects, in a first aspect of the present invention, is a computer-implemented method for converting venous blood values to arterial blood values, comprising:
a) providing measurements and/or estimates of arterial oxygenation;
b) measuring and/or estimating blood acid-base status values in a blood sample obtained from venous blood;
c) transforming the venous blood values by applying a mathematical model to derive the acid-base and oxygenation status of the blood to estimates of the arterial blood;
d1) if the measured and/or estimated arterial oxygenation is below the corresponding venous oxygenation value,
e) next, estimating said arterial oxygenation value using a substitute value which is a function of the corresponding venous oxygenation value.

本発明は、特に、ただし限定的にではなく、より高い割合の臨床サンプルについての動脈血化された血液ガスおよび酸塩基の値を得ること、および静脈血または毛細血管血がすでに動脈血に近い場合の(設定に応じた)ほぼ全ての状況を解決することが可能となり、臨床使用において、回答が確実に得られるように、静脈血の値を動脈血の値に変換するための、コンピュータに実装される方法を提供する上で有利である。 The present invention is particularly, but not exclusively, useful for obtaining arterialized blood gas and acid-base values for a higher proportion of clinical samples and for cases where venous or capillary blood is already close to arterial blood. Computer implemented to convert venous blood values to arterial blood values so that almost all situations can be solved (depending on the setting) and answers can be reliably obtained in clinical use It would be advantageous to provide a method.

本発明の文脈において、「変換すること」という用語は、広義に、すなわち、-以下に限定されないが-例えば、コンピュータに実装されるデータ処理システムを使用して、ある数字を別の数字に転換すること、または算出することを含むと理解されるものであると、理解されるものである。 In the context of the present invention, the term "converting" is used broadly, i.e., using - but not limited to - a computer-implemented data processing system, for example, to convert one number into another number. It is to be understood to be understood to include determining or calculating.

本発明の文脈において、動脈血および静脈血は、密接に相互に接続されており、動脈血は肺で酸素化され、毛細血管に運ばれ、そこで動脈血の酸素が代謝に使用され、続いて肺に戻されることは、生理学に精通している者によって、理解されるものである。文脈によっては、したがって、動脈血から毛細血管血へ、さらに毛細血管血から静脈血への漸次的な遷移があってもよい。 In the context of the present invention, arterial and venous blood are closely interconnected and arterial blood is oxygenated in the lungs and transported to the capillaries where arterial blood oxygen is used for metabolism and subsequently returned to the lungs. is understood by those familiar with physiology. Depending on the context, there may therefore be a gradual transition from arterial blood to capillary blood and from capillary blood to venous blood.

本発明の文脈において、血液の酸塩基状態および酸素化の値を、動脈血の推定値に導くか、または変換するための数学的モデルは、以下の条件(C1、C2、および/またはC3)またはモデル仮定のうちの1つまたは複数に基づいてもよい:
-C1 呼吸商(RQ=VCO/VORQ)は、好ましくは、方程式:
RQ=Fe’CO -FiCO または RQ=FeCO -FiCO
FiO-Fe’O FiO-FeO
を使用して、吸気酸素(FiO)および吸気二酸化炭素(FiCO)濃度ならびに呼気終末酸素(Fe’O)および呼気終末二酸化炭素(Fe’CO)濃度または呼気の酸素(FeO)および二酸化炭素(FeCO)を合わせた濃度のいずれかの測定を介し、口から取り込まれた吸気ガスおよび呼気ガスの測定によって概算されることがある、
-C2 上記の仮定C1によるRQの概算は、大幅に変動し得る値をもたらすことが多い場合がある。しかし、組織におけるRQの真値は、脂質の好気性代謝では0.7、炭水化物の好気性代謝では1.0であり、0.7~1.0の間でのみ変動し得る、
かつ/または
-C3 血液の酸塩基状態および酸素化状態の数学的モデルは、上記の条件C2から生理的に可能な0.7~1.0の範囲内に設定された一定の呼吸商(RQ)によって決定された比率で、Oを添加し、静脈血からCOを除去する、シミュレーションを実施するために使用され得る。次に、このシミュレーションは、シミュレートされた酸素飽和度が、条件C2において推定されたか、または測定された酸素飽和度、すなわち、動脈血における酸素飽和度に等しくなるまで、実施される場合がある。
In the context of the present invention, the mathematical model for deriving or converting blood acid-base status and oxygenation values to arterial blood estimates is based on the following conditions (C1, C2, and/or C3) or May be based on one or more of the model assumptions:
- The C1 respiratory quotient (RQ = VCO 2 /VO 2 RQ) is preferably determined by the equation:
RQ= Fe'CO2 - FiCO2 or RQ = FeCO2 - FiCO2 ,
FiO 2 —Fe′O 2 FiO 2 —FeO 2
is used to measure inspired oxygen (FiO 2 ) and inspired carbon dioxide (FiCO 2 ) concentrations and end-tidal oxygen (Fe'O 2 ) and end-tidal carbon dioxide (Fe'CO 2 ) concentrations or exhaled oxygen (FeO 2 ) and carbon dioxide (FeCO 2 ) combined, and may be estimated by measurements of inspired and expired gases taken in through the mouth.
-C2 RQ approximation according to assumption C1 above can often lead to values that can vary significantly. However, the true values of RQ in tissues are 0.7 for aerobic metabolism of lipids and 1.0 for aerobic metabolism of carbohydrates, and can only vary between 0.7 and 1.0.
and/or - C3 A mathematical model of the acid-base and oxygenation status of the blood is a constant respiratory quotient (RQ ) adding O 2 and removing CO 2 from venous blood at a rate determined by ). This simulation may then be performed until the simulated oxygen saturation equals the oxygen saturation estimated or measured in condition C2, ie, the oxygen saturation in arterial blood.

特に、条件C2およびC3は、有利な結果をもたらすことが、本発明者らによってことが発見された。
特定のモデルに関するさらなる詳細については、その全体が参照により本明細書に組み込まれているWO2004/010861(OBI Medical Aps、Denmarkに対して)、およびこれもその全体が参照により本明細書に組み込まれているComputer methods and programs in biomedicine 81(2006)の18~25ページにある、Reesらによる関連する科学論文「A method for calculation of arterial acid-base and blood gas status from measurements in the peripheral venous blood」も参照するが、特定のモデル、他のモデルまたはその変形のより詳細については、当業者が容易に理解するであろうと思われるとおり、本発明の文脈および原理内に適用されてもよい。
In particular, conditions C2 and C3 have been found by the inventors to yield advantageous results.
For further details regarding specific models see WO2004/010861 (OBI Medical Aps, Denmark), which is also incorporated herein by reference in its entirety.ているComputer methods and programs in biomedicine 81(2006)の18~25ページにある、Reesらによる関連する科学論文「A method for calculation of arterial acid-base and blood gas status from measurements in the peripheral venous blood」もReference is made, but more details of particular models, other models or variations thereof may be applied within the context and principles of the present invention, as would be readily understood by one skilled in the art.

本発明の文脈において、血液サンプルから血液の値を提供すること、測定すること、および/または推定することは、患者からの血液サンプルの採取または抜き取りといった特定のステップを必ずしも含まず、このため、測定結果は、血液の測定または抜き取りを行った他の団体(entity)または個人、例えば、看護師から、得られるか、転送されるか、伝達されるかなどである場合があると理解されるものである。 In the context of the present invention, providing, measuring and/or estimating a blood value from a blood sample does not necessarily involve the specific steps of taking or withdrawing a blood sample from a patient; It is understood that the measurement results may be obtained, forwarded, communicated, etc. from other entities or individuals, e.g., nurses, who performed the blood measurements or draws. It is.

本発明の文脈において、本発明の結果を受け取った際は、すなわち、静脈血の値を動脈血の値に変換することによって、得られた動脈血の値は、続いて、臨床医または医学的に訓練された者によって、判定過程で使用される場合があると理解されるものである。判定過程は、例えば、コンピュータに実装される判定支援システム(DSS)の一部として、自動化されている場合があることが見込まれる。このため、特定の環境の下にある特定の患者における動脈血の値が、生理的に許容されるレベルまたは正常レベルを外れている場合、次の臨床行為または治療が開始されるか、または推奨される。例えば、酸素化についての動脈血の値が低過ぎる場合、例えば、低酸素血は、貧血、COPD、喘息、もしくは心疾患などの呼吸および/または循環に関連する疾患または疾病の徴候である場合がある。 In the context of the present invention, upon receiving the results of the present invention, i.e., by converting the venous blood value to an arterial blood value, the resulting arterial blood value is subsequently used by a clinician or medically trained It is understood that it may be used in the judgment process by those who It is anticipated that the decision process may be automated, for example, as part of a computer-implemented Decision Support System (DSS). For this reason, if arterial blood values in a particular patient under a particular circumstance are outside of physiologically acceptable or normal levels, the following clinical interventions or treatments may be initiated or recommended: be. For example, when arterial blood values for oxygenation are too low, for example, hypoxemia can be a sign of respiratory and/or circulation related diseases or conditions such as anemia, COPD, asthma, or heart disease. .

一実施形態において、動脈の酸素化の測定値は、パルスオキシメトリー(Sp02)または動脈の酸素化を非侵襲的または侵襲的に測定するための他の手段によって提供される場合がある。 In one embodiment, arterial oxygenation measurements may be provided by pulse oximetry (Sp02) or other means for non-invasively or invasively measuring arterial oxygenation.

一実施形態において、条件d1)が満たされる場合、次に、その方法は追加の条件
d2)実施される臨床検査において有用であることが認められているe)を開始するための追加の必要条件として、さらに、前記動脈の酸素化の測定値および/または推定値と前記対応する静脈の酸素化の値の間の数的差異が、所定の閾値(K)、例えば、1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10パーセントを下回る場合、を含むことがある。さらに、条件d2)において、前記所定の閾値(K)は、a)で動脈の酸素化の値を提供するために使用された測定装置、例えば、パルスオキシメトリーの測定の不確かさ、および/またはb)で静脈血サンプル中の血液の酸塩基状態の値を提供するために使用された測定装置、例えば、血液ガス分析装置の測定の不確かさ次第であってよい。
In one embodiment, if condition d1) is met, then the method initiates an additional condition d2) an additional prerequisite for e) that has been found to be useful in the clinical test to be performed As further, the numerical difference between said measured and/or estimated arterial oxygenation value and said corresponding venous oxygenation value exceeds a predetermined threshold (K), e.g., 1, 2, 3, less than 4, 5, 6, 7, 8, 9, or 10 percent. Furthermore, in condition d2), said predetermined threshold (K) is the measurement uncertainty of the measurement device used to provide the arterial oxygenation value in a), e.g. pulse oximetry, and/or It may depend on the measurement uncertainty of the measuring device used in b) to provide the value of the acid-base status of the blood in the venous blood sample, for example a blood gas analyzer.

有益には、前記動脈の酸素化の値を、対応する静脈の酸素化の値の関数である代替値を用いて推定するe)の過程において、前記関数は、動脈の血液ガスおよび酸塩基状態のモデルを含む場合があり、動脈の酸素化の値を予測するために調整される。 Beneficially, in the process of e) of estimating said arterial oxygenation value using a surrogate value which is a function of the corresponding venous oxygenation value, said function is derived from arterial blood gas and acid-base status , adjusted to predict arterial oxygenation values.

有利には、前記動脈の酸素化の値を、対応する静脈の酸素化の値の関数である代替値を用いて推定するe)の過程において、前記代替値は、実施形態として、前記静脈の酸素化の値と等しい場合がある。 Advantageously, in the step e) of estimating said arterial oxygenation value using a substitute value which is a function of the corresponding venous oxygenation value, said substitute value is, as an embodiment, said venous oxygenation value May be equal to oxygenation value.

いくつかの実施形態では、前記動脈の酸素化の値を、対応する静脈の酸素化の値の関数である代替値を用いて推定するe)の過程において、前記代替値は、例えば、血液ガスの測定手段もしくは装置による静脈の血液ガスおよび酸塩基状態の測定ならびに/または推定における、1つもしくは複数の分析前誤差および/もしくは分析誤差、ならびに/または例えば、パルスオキシメトリーによって測定された動脈の酸素化および/もしくは推定された動脈の酸素化を補完するために適応している場合がある。 In some embodiments, in the step of e) of estimating the arterial oxygenation value using a surrogate value that is a function of the corresponding venous oxygenation value, the surrogate value is, for example, a blood gas one or more pre-analytical and/or analytical errors in the measurement and/or estimation of venous blood gases and acid-base status by a measuring means or device of and/or arterial as measured, for example, by pulse oximetry It may be adapted to supplement oxygenation and/or presumed arterial oxygenation.

他の実施形態では、前記動脈の酸素化の値を、対応する静脈の酸素化の値の関数である代替値を用いて推定するe)の過程において、前記代替値は、代謝が推定されることがある場合、動脈の血液ガスおよび酸塩基状態(ABG)と静脈の血液ガスおよび酸塩基状態(VBG)の間の対応する差異をもたらす、予測される最小酸素代謝を補完するために適応している場合がある。 In another embodiment, in step e) of estimating the arterial oxygenation values using a surrogate value that is a function of the corresponding venous oxygenation value, the surrogate value is a metabolic Adapted to complement the predicted minimal oxygen metabolism, which results in corresponding differences between arterial blood gases and acid-base status (ABG) and venous blood gases and acid-base status (VBG), if any. may be

有益な実施形態では、前記動脈の酸素化の値を、対応する静脈の酸素化の値の関数である代替値を用いて推定するe)の過程において、前記関数は、生理学的モデル、特に、VTACの一部を構成しているモデルおよび/またはVTACと連携しているモデルなど、動脈の血液ガスおよび酸塩基状態のモデルを含む場合があり、測定された静脈の血液ガスおよび酸塩基状態(VBG)ならびに/または推定された静脈の血液ガスおよび酸塩基状態を用いて、動脈の酸素化の値を予測するために調整される。さらに、前記測定された静脈の血液ガスおよび酸塩基状態(VBG)は、静脈の血液ガスおよび酸塩基状態(VBG)の測定における、1つまたは複数の分析誤差を補完するためにさらに補正される場合がある。さらにまたはあるいは、前記測定された静脈の血液ガスおよび酸塩基状態(VBG)は、より良い結果を得るための、動脈の血液ガスおよび酸塩基状態(ABG)と静脈の血液ガスおよび酸塩基状態(VBG)の間の対応する差異をもたらす、予測される最小酸素代謝を補完するためにさらに補正される場合がある。 In an advantageous embodiment, in the step e) of estimating said arterial oxygenation values using a substitute value which is a function of the corresponding venous oxygenation values, said function is based on a physiological model, in particular It may include models of arterial blood gases and acid-base status, such as models forming part of and/or in conjunction with VTAC, and measuring venous blood gases and acid-base status ( VBG M ) and/or estimated venous blood gas and acid-base status are used to predict arterial oxygenation values. In addition, said measured venous blood gases and acid-base status (VBG M ) are further corrected to compensate for one or more analytical errors in the measurement of venous blood gases and acid-base status (VBG M ). may be Additionally or alternatively, said measured venous blood gases and acid-base status (VBG M ) may be combined with arterial blood gases and acid-base status (ABG) and venous blood gases and acid-base status for better results. (VBG) may be further corrected to complement the predicted minimal oxygen metabolism, resulting in corresponding differences between (VBG).

有利な実施形態では、血液の酸塩基状態および酸素化状態を、動脈血の推定値(ABG)に導くための数学的モデルを適用することによって、静脈血の値を変換するc)の過程は、静脈血の測定値(VBG)に関して、より良い結果を得るためのモデル化の目的のために、酸素が除去され、かつ/または二酸化炭素が添加されるという点で変更される場合がある。特に、生理学的に可能な値の範囲に限定されるモデル化の目的のために、酸素が除去される場合があり、かつ/または二酸化炭素が添加される場合がある。加えて、前記動脈血の推定値は、生理学的に可能な値の前記範囲内で算出される場合がある。 In an advantageous embodiment, the step of c) converting the venous blood values by applying a mathematical model to derive the acid-base and oxygenation status of the blood to an estimate of the arterial blood ( ABGP ) is , with respect to venous blood measurements ( VBGM ) may be modified in that oxygen is removed and/or carbon dioxide is added for modeling purposes to obtain better results . Oxygen may be removed and/or carbon dioxide added, particularly for modeling purposes limited to a range of physiologically possible values. Additionally, the arterial blood estimate may be calculated within the range of physiologically possible values.

いくつかの実施形態では、d2)の条件において、前記所定の閾値(K)は、本発明の一般的な教示が理解されれば、当業者が認めるであろうとおりの生理学に基づいた安全域次第であってよい。 In some embodiments, in condition d2), the predetermined threshold (K) is a physiologically-based safety margin as would be appreciated by one of ordinary skill in the art once the general teachings of the present invention are appreciated. It can be up to you.

いくつかの実施形態では、前記数学的モデルは、組織における呼吸商(RQ)の真値が、脂質の好気性代謝では0.7、炭水化物の好気性代謝では1.0であり、0.7~1.0の間でのみ変動し得ることを適用することがある。さらにまたはあるいは、他の実施形態では、前記数学的モデルは、生理的に可能な0.7~1.0の範囲内に設定された一定の呼吸商(RQ)によって決定された比率で、酸素O2を添加し、静脈血から二酸化炭素CO2を除去して、シミュレートされた酸素飽和度が、動脈血中で推定されたか、または測定された酸素飽和度に等しくなるか、または実質的に等しくなるまで、シミュレーションを実施することを適用することがある。 In some embodiments, the mathematical model determines that the true value of respiratory quotient (RQ) in tissue is 0.7 for aerobic metabolism of lipids, 1.0 for aerobic metabolism of carbohydrates, and 0.7 Sometimes it applies that it can only vary between ~1.0. Additionally or alternatively, in another embodiment, the mathematical model includes oxygen O2 is added and carbon dioxide CO2 is removed from the venous blood so that the simulated oxygen saturation equals or substantially equals the estimated or measured oxygen saturation in arterial blood. Until then, it may apply to conduct simulations.

Figure 0007112495000001
Figure 0007112495000001

このため、概して、下付き文字「A」は動脈を意味し、下付き文字「V」は静脈を意味し、下付き文字「M」は測定されたを意味し、下付き文字「E」は推定されたを意味し、下付き文字「P」は断定されたを意味するなどである。図および/または説明のうちのいくつかにおいて、「SO2V」など、下付き文字が、実用的な理由から下付き文字として記載されていない場合があるが、専門的な意味が何であるかは、当業者によって理解されるであろう。 Thus, generally, the subscript "A" means artery, the subscript "V" means vein, the subscript "M" means measured, and the subscript "E" means means presumed, the subscript "P" means presumed, and so on. In some of the figures and/or descriptions, subscripts such as "SO2V" may not be listed as subscripts for practical reasons, but what their technical meaning is is will be understood by those skilled in the art.

第2の態様において、本発明は、静脈血の値を動脈血の値に変換するための、好ましくはコンピュータに実装されるデータ処理システムであって、
- 動脈の酸素化の測定値および/または推定値を提供するための手段、
- 静脈血から得られた血液サンプル中の血液の酸塩基状態の値を測定するための手段および/または推定するための手段、ならびに
- 血液の酸塩基状態および酸素化状態を、動脈血の推定値に導くための数学的モデルを適用することによって、静脈血の値を変換し、
ここで、動脈の酸素化の測定値および/または推定値が、対応する静脈の酸素化の値を下回る場合、次に、対応する静脈の酸素化の値の関数である代替値を用いて、前記動脈の酸素化の値を推定するための手段
を含むデータ処理システムに関する。
In a second aspect, the present invention is a data processing system, preferably computer implemented, for converting venous blood values to arterial blood values, comprising:
- means for providing measurements and/or estimates of arterial oxygenation,
- means for measuring and/or means for estimating values of the acid-base status of blood in a blood sample obtained from venous blood; Transform the venous blood values by applying a mathematical model to lead to
wherein if the measured and/or estimated arterial oxygenation value is below the corresponding venous oxygenation value, then with a substitute value that is a function of the corresponding venous oxygenation value, A data processing system comprising means for estimating said arterial oxygenation value.

第3の態様において、本発明は、それに関連したデータ記憶手段を有する、少なくとも1台のコンピュータを含むコンピュータシステムが、本発明の第2の態様に記載のシステムを制御することを可能にするために適応している、コンピュータプログラム製品に関する。 In a third aspect, the invention provides a computer system comprising at least one computer, having data storage means associated therewith, to control a system according to the second aspect of the invention. relating to a computer program product adapted to

本発明のこの態様は、特に、ただし限定的にではなく、コンピュータシステムが、そのコンピュータシステムにダウンロードされた場合か、またはアップロードされた場合に、本発明の第2の態様のシステムの作業を実行することを可能にするコンピュータプログラム製品によって、本発明が成し遂げられる場合があるという点で有利である。このようなコンピュータプログラム製品は、任意の種類のコンピュータ読み取り可能媒体で、またはネットワークを介して提供される場合がある。 This aspect of the invention specifically, but not exclusively, performs the operations of the system of the second aspect of the invention when a computer system is downloaded to or uploaded to that computer system. Advantageously, the invention may be accomplished by a computer program product that allows to do. Such computer program products may be provided on any kind of computer readable medium or over a network.

本発明の個々の態様は、他の態様のいずれかと各々組み合わせてもよい。本発明のこれらの態様および他の態様は、説明されている実施形態を参照すると共に、以下の説明から明白であると思われる。 Each individual aspect of the present invention may be combined with any of the other aspects. These and other aspects of the invention will be apparent from the following description with reference to the illustrated embodiments.

本発明に記載の方法は、添付の図に関して、以下でより詳細に説明されるであろう。これらの図は、本発明を実行する1つの方法を示し、添付の請求項のセットの範囲内に含まれる他の実施可能な実施形態に限定されるとみなされるべきではない。 The method according to the invention will be described in more detail below with respect to the accompanying figures. These diagrams show one way of carrying out the invention and should not be considered limited to other possible embodiments that fall within the scope of the appended claim set.

対象における血流の図式的概観を示す図である。FIG. 1 shows a schematic overview of blood flow in a subject; 3つの状況における酸素解離曲線(ODC)のグラフを示す図である。FIG. 2 shows graphs of oxygen dissociation curves (ODC) in three situations; 3つの状況における酸素解離曲線(ODC)のグラフを示す図である。FIG. 2 shows graphs of oxygen dissociation curves (ODC) in three situations; 3つの状況における酸素解離曲線(ODC)のグラフを示す図である。FIG. 2 shows graphs of oxygen dissociation curves (ODC) in three situations; 本発明に記載のコンピュータに実装される方法の作業の概要/詳細を表す図式的システムチャートを示す図である。FIG. 2 shows a schematic system chart representing an overview/details of the operation of the computer-implemented method according to the present invention;

図1は、対象または患者における血流の図式的概観であり、WO2004/010861(OBI Medical Aps、Denmarkに対して)に開示されているように、vTAC(商標)方法を使用して、嫌気的にサンプリングされた静脈血サンプルから、動脈血の酸塩基状態の値の予測を実施するための、コンピュータに実装される方法を図式的に示している。 FIG. 1 is a schematic overview of blood flow in a subject or patient, using the vTAC™ method, as disclosed in WO 2004/010861 (OBI Medical Aps, Denmark). 1 schematically illustrates a computer-implemented method for performing a prediction of arterial blood acid-base status values from a venous blood sample sampled at .

動脈の血液ガス値は、例として、以下の4つのステップに示されるとおり推定されるか、または予測される。
ステップ1:嫌気的静脈血サンプルを抜き取り、標準的な血液ガス分析技術を使用して分析し、静脈血の酸塩基状態の全体像を得る(SBC、pH、pCO2v、BE、pO2v、およびSO2v)。
Arterial blood gas values are estimated or predicted, by way of example, as shown in the following four steps.
Step 1: Anaerobic venous blood samples are drawn and analyzed using standard blood gas analysis techniques to obtain an overview of the acid-base status of venous blood ( SBCv , pHv , pCO2v , BEv , pO 2v , and SO 2v ).

ステップ2:動脈の酸素飽和度を、恐らくパルスオキシメトリーによって、非侵襲的に推定するか、または測定する。
ステップ3:動脈から静脈へと組織を通過している血液サンプルにおいて、好気性代謝によって添加されたCO2(すなわち、CO2産生(VCO2)の割合)および除去されたO2(すなわち、O2利用(VO2)の割合)の量の比率を、呼吸商(RQ=VCO/VO)と定義する。RQは、方程式:
RQ=Fe’CO -FiCO または RQ=FeCO -FiCO
FiO-Fe’O FiO-FeO
を使用して、吸気酸素(FiO)および吸気二酸化炭素(FiCO)濃度ならびに呼気終末酸素(Fe’O)および呼気終末二酸化炭素(Fe’CO)濃度または呼気の酸素(FeO)および二酸化炭素(FeCO)を合わせた濃度のいずれかの測定を介し、口から取り込まれた吸気ガスおよび呼気ガスの測定によって概算されることが多い。
Step 2: Estimate or measure arterial oxygen saturation non-invasively, possibly by pulse oximetry.
Step 3: CO2 added (i.e. percentage of CO2 production (VCO2)) and O2 removed (i.e. O2 utilization (VO2)) by aerobic metabolism in blood samples passing through tissues from arteries to veins ) is defined as the respiratory quotient (RQ=VCO 2 /VO 2 ). RQ is the equation:
RQ = Fe'CO2 - FiCO2 or RQ = FeCO2 - FiCO2
FiO 2 —Fe′O 2 FiO 2 —FeO 2
is used to measure inspired oxygen (FiO 2 ) and inspired carbon dioxide (FiCO 2 ) concentrations and end-tidal oxygen (Fe'O 2 ) and end-tidal carbon dioxide (Fe'CO 2 ) concentrations or exhaled oxygen (FeO 2 ) and carbon dioxide (FeCO 2 ) combined concentrations, and are often approximated by measurements of inspired and expired gases taken through the mouth.

この方法によるRQの概算は、大幅に変動し得る値をもたらすことが多い。しかし、組織におけるRQの真値は、脂質の好気性代謝では0.7、炭水化物の好気性代謝では1.0であり、0.7~1.0の間でのみ変動し得る。このステップにおいて、血液の酸塩基状態および酸素化状態の数学的モデルは、生理的に可能な0.7~1.0の範囲内に設定された一定の呼吸商によって決定された比率で、Oを添加し、静脈血からCOを除去する、シミュレーションを実施するために使用される。このシミュレーションは、シミュレートされた酸素飽和度が、ステップ2において推定されたか、または測定された酸素飽和度、すなわち、動脈血における酸素飽和度に等しくなるまで、実施される。 Estimation of RQ by this method often results in values that can vary widely. However, the true values of RQ in tissues are 0.7 for aerobic metabolism of lipids and 1.0 for aerobic metabolism of carbohydrates, and can only vary between 0.7 and 1.0. In this step, a mathematical model of the acid-base and oxygenation status of the blood is generated with a ratio determined by a constant respiratory quotient set within the physiologically possible range of 0.7-1.0. 2 and remove CO 2 from venous blood. This simulation is performed until the simulated oxygen saturation is equal to the oxygen saturation estimated or measured in step 2, ie the oxygen saturation in arterial blood.

ステップ4:次に、血液の酸塩基状態および酸素化状態のモデルを使用して、動脈血の酸塩基状態および酸素化状態の全体像を算出する(SBCap、pHap、pCO2ap、BEap、pO2ap、およびSO2ap)。これは、固定したRQにおける静脈血からのCO2およびO2のシミュレートされた除去によって、シミュレートされた動脈の酸素化が、測定された動脈の酸素化と一致する場合、動脈の酸塩基の他の変数のシミュレートされた値も、測定された値と確実に一致するはずであるため、可能である。 Step 4: Next, the model of blood acid-base and oxygenation status is used to calculate the global picture of arterial blood acid-base and oxygenation status ( SBCap , pHap , pCO2ap , BEap , pO 2ap , and SO 2ap ). This is supported by simulated removal of CO2 and O2 from venous blood at a fixed RQ, if the simulated arterial oxygenation agrees with the measured arterial oxygenation. is also possible, because the simulated values of the variables of should reliably match the measured values.

静脈の動脈への変換方法を試験する目的のため、この方法から得られた動脈の酸塩基状態の予測値(SBCap、pHap、pCO2ap、BEap、pO2ap、およびSO2ap)を、測定されたそれらの値(SBC、pH、pCO2a、BE、pO2a、およびSO2a)と比較することができる。 For the purpose of testing the venous to arterial conversion method, the predictive values of arterial acid-base status ( SBCap , pHap , pCO2ap , BEap , pO2ap , and SO2ap ) obtained from this method were Their measured values (SBC a , pH a , pCO 2a , BE a , pO 2a and SO 2a ) can be compared.

この方法に含まれる基本的仮定は、静脈血サンプルが採取された組織全体にわたって、嫌気性代謝がほとんど生じないか、または全く生じないことである。嫌気性代謝が生じている場合、これは次の2つの影響を及ぼす結果になると考えられ、動脈血と静脈血における塩基過剰が異なり、この過程によって産生された強酸(H)が、以下の可逆反応で、血液中の重炭酸塩(HCO3)と結合してCOを形成するであろう。
+HCO3←→CO+H
この反応によるCO産生の増加は、VOの増加を伴わずに、見かけのVCOが増加することを意味するであろうし、これは、一定のRQを使用した静脈の値から動脈の値への変換が正確ではないであろうことを意味する。嫌気性代謝の程度は、患者の循環状態および代謝状態次第である。
The basic assumption involved in this method is that little or no anaerobic metabolism occurs throughout the tissue from which the venous blood sample was taken. If anaerobic metabolism is occurring, this is thought to result in two effects: the base excesses in arterial and venous blood are different, and the strong acid (H + ) produced by this process has the following reversible effects: In reaction, it will combine with bicarbonate (HCO3 ) in the blood to form CO 2 .
H + +HCO3 ←→CO 2 +H 2 O
An increase in CO2 production due to this response would mean an increase in apparent VCO2 without an accompanying increase in VO2 , which can be scaled from venous to arterial values using a constant RQ. means that the conversion to will not be exact. The degree of anaerobic metabolism depends on the circulatory and metabolic state of the patient.

正常に十分灌流されている末梢の四肢では、嫌気性代謝が生じる可能性は低い。四肢の潅流の質は、触診により判定される明確に識別可能な動脈拍動の存在、正常な毛細血管の反応、ならびに四肢の正常な色および温度によって、臨床的に評価され得る。中心静脈血または混合静脈血は、複数の部位から得た血液の混合物であり、このため、嫌気性代謝を伴う身体の領域から得た血液を含む場合がある。そのため、サンプル部位の選択は重要である。 Anaerobic metabolism is unlikely to occur in normally well-perfused peripheral extremities. The quality of limb perfusion can be assessed clinically by the presence of clearly identifiable arterial pulsations determined by palpation, normal capillary response, and normal color and temperature of the limb. Central venous blood or mixed venous blood is a mixture of blood obtained from multiple sites and thus may include blood obtained from areas of the body with anaerobic metabolism. Therefore, the choice of sample site is important.

その全体が参照により本明細書に組み込まれているWO2004/010861(OBI Medical Aps、Denmarkに対して)、およびこれもその全体が参照により本明細書に組み込まれているComputer methods and programs in biomedicine 81(2006)の18~25ページにある、Reesらによる関連する科学論文「A method for calculation of arterial acid-base and blood gas status from measurements in the peripheral venous blood」も参照する。 WO2004/010861 (OBI Medical Aps, to Denmark), which is incorporated herein by reference in its entirety, and Computer methods and programs in biomedicine 81, which is also incorporated herein by reference in its entirety. (2006), pp. 18-25, the related scientific paper by Rees et al., "A method for calculation of arterial acid-base and blood gas status from measurements in the peripheral venous blood."

図2~4は、3つの状況における酸素解離曲線(ODC)のグラフを示す。
血液ガス値を動脈血化するためにVTACを使用する場合、前記方法は、SO2AEの入力を必要とする場合がある。酸素が、組織の通過中に血液に添加される可能性がないため、一対のサンプルにおける静脈または毛細血管のSO2は、定義に従って、対応する動脈のSO2より高い可能性はない。図2~4は、図2、3、および4にそれぞれ表示された3つ(3)のVBGサンプルとABGを記録した1つ(1)のABG(しかし、3つ全てのグラフに表示される)を合わせた対のODCの曲線を示す。
Figures 2-4 show graphs of oxygen dissociation curves (ODC) in three situations.
When using VTAC to arterialize blood gas values, the method may require input of SO2 AE . Since oxygen cannot be added to the blood during its passage through tissues, the venous or capillary SO2 in a pair of samples cannot, by definition, be higher than the corresponding arterial SO2. Figures 2-4 show three (3) VBG samples and one (1) ABG recorded in Figures 2, 3, and 4, respectively (but not displayed in all three graphs). ) are combined pairs of ODC curves.

図2は、静脈血または毛細血管血と動脈血の酸素飽和度の間に大きな差異がある例を示す。
図3は、静脈血または毛細血管血と動脈血の酸素飽和度の間に、極わずかな差異がある例または差異がない例を示す。
FIG. 2 shows an example where there is a large difference between the oxygen saturation of venous or capillary blood and arterial blood.
FIG. 3 shows examples of very little or no difference between the oxygen saturation of venous or capillary blood and arterial blood.

図4は、動脈血が静脈血/毛細血管血よりも飽和されていない(これは、物理的に妥当とは言えず、測定誤差または公差の結果である)例を示す。
しかし、現実世界の設定において、さらに血液ガス分析の分析前誤差および分析誤差のため、ならびに/または、例えば、測定の精度が通常±4%(2xSD)以内であるパルスオキシメトリーを使用して、SO2AEを推定する場合、図4におけるような状況が生じ、SO2VMがSO2AEより高くなるであろう。同じ状況は、不完全に機械的に動脈血化された毛細血管血サンプルを動脈血化するため、VTAC方法を使用する場合に、さらにより頻繁に生じるであろう。
FIG. 4 shows an example where arterial blood is less saturated than venous/capillary blood (which is not physically plausible and is the result of measurement error or tolerance).
However, in real-world settings, due to preanalytical and analytical errors in blood gas analysis and/or, for example, using pulse oximetry, where the accuracy of the measurements is typically within ±4% (2xSD), When estimating SO2 AE , a situation such as in FIG. 4 would arise, SO2 VM would be higher than SO2 AE . The same situation will arise even more frequently when using the VTAC method to arterialize an incompletely mechanically arterialized capillary blood sample.

SO2AEが血液ガス測定から得た酸素飽和度SO2VMを下回る、このような場合、既知の機序を使用するVTACでは、血液ガス値を動脈血化することができず、このため、臨床医は回答を得られず、動脈または毛細血管の通常の血液ガス測定などの代替方法を使用して、測定をやり直す必要があるであろう。 In such cases where SO2 AE is below the oxygen saturation SO2 VM obtained from blood gas measurements, VTAC using known mechanisms cannot arterialize the blood gas values, thus the clinician must No answer will be given and the measurement will need to be repeated using an alternative method such as normal arterial or capillary blood gas measurement.

本発明に記載のこの方法は、この問題を解決し、データが臨床的に関連する結果をもたらす状況で、臨床医が回答を確実に得られるようにする。
静脈血または毛細血管血の動脈血化のために、v-TAC(商標)方法を使用して臨床試験からのデータおよび顧客からの顧客データを検討した場合、この問題の大きさが明らかになる。
The method described in the present invention solves this problem and ensures that clinicians get answers in situations where the data yields clinically relevant results.
The magnitude of this problem becomes apparent when data from clinical trials and customer data from customers using the v-TAC™ method for arterialization of venous or capillary blood are examined.

Figure 0007112495000002
Figure 0007112495000002

上記の表1からのデータに基づいて、臨床医が、動脈の値ではなく、代わりにエラーメッセージを受け取ることになるという点で、肺治療使用中の患者の最大10%および毛細血管の血液ガスが使用される場合には20~50%の間の患者が影響を受けるであろうことが推定される。 Based on the data from Table 1 above, up to 10% of patients on pulmonary therapy and capillary blood gas in that the clinician would receive an error message instead of an arterial value. It is estimated that between 20-50% of patients will be affected if .

本発明を使用する利点
この方法を用いた、特定のv-TAC(商標)ソフトウェアなどのVTACの解決策によって、より高い割合の臨床サンプルについての動脈血化された血液ガスおよび酸塩基の値を得ること、および静脈血または毛細血管血がすでに動脈血に近い場合の(設定に応じた)ほぼ全ての状況を解決することが可能となり、回答が確実に得られるであろう。規定が次の場合(例としてのみ、SO2VMとSO2AEの間の最大許容可能差異として、4%のカットオフ値を使用し、このSO2AEはパルスオキシメトリーを使用して推定される)、以下に示されるとおり、上記の項で言及されている患者群における回答率(yield)が高まるであろう:
SO2VM≧SO2AEの場合であって、
1)SO2VM-SpO2>4%の場合->結果を示さない
2)SO2VM-SpO2≦4%の場合->動脈血化のためにSO2VMをSO2AEとして使用
Advantages of using the present invention VTAC solutions, such as the specific v-TAC™ software, using this method obtain arterialized blood gas and acid-base values for a higher percentage of clinical samples. and almost all situations where venous or capillary blood is already close to arterial blood (depending on the setting) will be able to be resolved, and the answer will certainly be obtained. If the prescription is (for example only, using a cut-off value of 4% as the maximum acceptable difference between SO2 VM and SO2 AE , this SO2 AE is estimated using pulse oximetry): Yields in the patient groups referred to in the section above will increase, as shown below:
if SO2 VM ≥ SO2 AE and
1) If SO2 VM - SpO2 > 4% -> no result 2) If SO2 VM - SpO2 ≤ 4% -> Use SO2 VM as SO2 AE for arterialization

Figure 0007112495000003
Figure 0007112495000003

上記の表2に表示された様々な結果の分析は、記載された設定を用いた方法によって、前記数理的動脈血化の回答率が著しく高まるであろうことを示している。患者395名中、動脈血化が成功しないのは、前記方法を用いない場合では患者29名であるが、本発明に記載の方法を用いた場合では患者2名のみである。表2は、様々な患者群の5つの異なる臨床試験からの結果を示していることに留意すること。 Analysis of the various results presented in Table 2 above indicates that the mathematical arterialization response rate will be significantly enhanced by the method using the settings described. Of the 395 patients, arterialization was not successful in 29 patients without the method, but in only 2 patients with the method according to the present invention. Note that Table 2 shows results from 5 different clinical trials with various patient groups.

SO2AEがSO2VMより大幅に低いことは、公差のためである可能性が低いものの、分析前誤差または分析誤差のためである可能性はより高く、その場合、これらは破棄されるであろう(測定されたSpO2が、SO2VMを4%より下回るため、2つのサンプルが処理されていない肺治療の(3)の実施例を参照)。 Much lower SO2 AE than SO2 VM is less likely due to tolerance, but more likely due to pre-analytical or analytical error, in which case these would be discarded. (See example (3) of lung treatment where two samples were untreated because the measured SpO2 was below 4% of the SO2 VM ).

図5は、本発明に記載の方法の作業の概要/詳細を表す図式的システムチャートである。
一実施形態に記載の本発明は、SpO2の許容基準を、「SpO2>SO2V」から「SpO2>SO2V-K」に変えることによって(Kは4(4)%に設定された変更可能な一定のデフォルト値である)、実行され得る。
FIG. 5 is a schematic system chart representing the working overview/details of the method according to the invention.
The present invention, according to one embodiment, changes the SpO2 acceptance criteria from "SpO2>SO2V" to "SpO2>SO2V−K" (K is set at 4(4)%, a variable constant default value) can be run.

4(4%)がこの実施形態で選択されたのは、前記問題を解決すると考えられ、また4%は、パルスオキシメトリーにおいて通常適用される2xSDであり、このため、SpO2測定における差異を補完するために有用であるからである。 4 (4%) was chosen in this embodiment because it is thought to solve the above problem, and 4% is 2xSD commonly applied in pulse oximetry, thus compensating for differences in SpO2 measurements. because it is useful for

上記基準に従って、SO2より低い状況では、VBGまたはCBG(またはサンプルが動脈血の場合、ABG)測定から得たSpO2が、SpO2レベルとしてv-TACTによって使用されるであろう。 According to the above criteria, SpO2 obtained from VBG or CBG (or ABG if the sample is arterial blood) measurements will be used by v-TACT as the SpO2 level in situations below SO2.

ほとんどの場合、これは、VBG/CBG/ABG測定値が、v-TACによって報告される値に直接変換されるが、v-TACソフトウェアを介してこの値を得ることによって、DPGの許容範囲などの信憑性チェックが実施され、pO2レベルは10kPaで切られるであろうことを意味するであろう。 In most cases this translates VBG/CBG/ABG measurements directly into the values reported by the v-TAC, but by obtaining this value via the v-TAC software, the DPG tolerance, etc. plausibility check was performed, which would mean that the pO2 level would be cut at 10 kPa.

SpO2がSO2Vよりわずかに低いといった分類に該当する全ての測定値は:
通知:SpO2がSO2Vをx%下回る;変換のためSO2VをSpO2として使用
式中、x=SpO2-SO2V
といった通知と共に報告されるであろう。
All measurements that fall into the category SpO2 slightly below SO2V are:
Notification: SpO2 is x% below SO2V; use SO2V as SpO2 for conversion where x = SpO2 - SO2V
will be reported with a notification such as

SpO2がSO2Vより4%を超えて低い全ての測定値は:といったエラーメッセージの引き金となるであろう。
エラー:SpO2がSO2Vをx%下回る;変換不可
式中、x=SpO2-SO2V
リスク
この新規の許容基準によって発生する潜在的リスクは、一定期間にわたり集中的に検討されてきたが、以下のことによる変更の結果として認められる重大なリスクはなかった:
- SpO2の許容範囲が75~100%に留まる(図5の定数C)。
- SpO2がパルスオキシメーターによって推定されたものよりわずかに低い場合、または操作者によって間違って入力された場合、変換のために使用される値はこのSO2である。
- SpO2がパルスオキシメトリーによって推定されたものより著しく低い場合、または操作者によって間違って入力された場合、v-TACはエラーメッセージを報告する。
All measurements where SpO2 is more than 4% below SO2V will trigger an error message such as:
Error: SpO2 is x% less than SO2V;
Risks The potential risks posed by this new acceptance standard have been intensively reviewed over a period of time, but no significant risks have been identified as a result of changes due to:
- SpO2 tolerance remains at 75-100% (constant C in Figure 5).
- If the SpO2 is slightly lower than estimated by the pulse oximeter or was incorrectly entered by the operator, then this SO2 is the value used for conversion.
- If the SpO2 is significantly lower than estimated by pulse oximetry or is incorrectly entered by the operator, the v-TAC will report an error message.

要約すると、本発明は、静脈血サンプルにおける血液の酸塩基状態の測定値、例えば、VBG、VBGに基づいて、動脈の酸素化の測定値および/または推定値、例えば、SO2AM、SO2AE、SpO2を提供するための方法に関する。静脈血の値の変換は、血液の酸塩基状態および酸素化状態を、動脈血の推定値または予測値、例えば、ABGに導くための数学的モデルを適用することによって行われる。さらに、動脈の酸素化の測定値および/または推定値が、対応する静脈の酸素化の値を下回る場合、次に、動脈の酸素化の値の推定は、対応する静脈の酸素化の値の関数である代替値を用いて行われる。この利点は、静脈血の値を動脈血の値に変換することが、以前は不可能であったより高い割合の臨床サンプルについての動脈血化された血液ガスおよび酸塩基の値を得ることによって可能となるであろうという点である。 In summary, the present invention provides measurements and/or estimates of arterial oxygenation, e.g. SO2 AM , SO2 , based on measurements of blood acid-base status, e.g. AE , for methods for providing SpO2. Transformation of venous blood values is performed by applying a mathematical model to derive the acid-base and oxygenation status of the blood to an estimated or predicted value for arterial blood, eg ABGP . Further, if the measured and/or estimated arterial oxygenation value is less than the corresponding venous oxygenation value, then the estimated arterial oxygenation value is less than the corresponding venous oxygenation value. It is done with an alternate value that is a function. This advantage is made possible by obtaining arterialized blood gas and acid-base values for a higher proportion of clinical samples than was previously impossible to convert venous values to arterial values. It is the point that it will be.

本発明は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェアまたはこれらの任意の組合せによって実装可能である。本発明またはその特徴のいくつかは、1つまたは複数のデータ処理装置および/またはデジタル信号処理装置を稼働する、すなわち1台または複数のコンピュータでデータを処理するソフトウェアとして実装されることも可能である。 The invention can be implemented in hardware, software, firmware or any combination thereof. The invention, or some of its features, can also be implemented as software running on one or more data processors and/or digital signal processors, i.e., processing data on one or more computers. be.

本発明の実施形態における個々の要素は、単一のユニット、複数のユニット、または個別の機能ユニットの一部としてなどの任意の適当な方法で、物理的、機能的、かつ論理的に実行され得る。本発明は、単一のユニットで実行されるか、または異なるユニットと処理装置に物理的かつ機能的に分配され得る。 The individual elements in embodiments of the invention may be physically, functionally and logically implemented in any suitable way, such as as part of a single unit, multiple units or separate functional units. obtain. The invention may be implemented in a single unit, or may be physically and functionally distributed between different units and processors.

本発明は、特定の実施形態に関連して説明されているが、提示された実施例に何らかの形で限定されると解釈されるべきではない。本発明の範囲は、添付の請求項のセットを考慮して解釈されるべきである。特許請求の範囲の文脈において、「含んでいる」または「含む」という用語は、他の可能性のある要素またはステップを除外しない。同様に、「a」または「an」などの指示の言及は、複数を除外していると解釈されるべきではない。図に示された要素に関して、特許請求の範囲における参照符号の使用も、本発明の範囲を限定すると解釈されるべきではない。このため、以下の特許請求の範囲において、いくつかの参照符号、例えば:
- 動脈の酸素化の測定値および/もしくは推定値としてのSO2AM、SO2AE、および/もしくはSpO2
- 静脈血サンプルにおける血液の酸塩基状態の測定値および/もしくは推定値としてのVBG、VBG、ならびに/または
- 動脈血の推定値としてのABG
は括弧内に記載されており、この分野の当業者は、これらの測定値および/または推定値の特定の略記が、本発明の文脈および原理内のいくつかの特定の値(そのうちのいくつかは、図にも示されている)を例示しているに過ぎないが、他の特定の値は、代替または追加として適用され、本発明によって達成される技術的な目標および目的のために使用され得ることを容易に理解するであろう。
Although the present invention has been described in connection with specific embodiments, it should not be construed as being in any way limited to the examples presented. The scope of the invention should be interpreted in light of the attached set of claims. In the context of a claim, the terms "comprising" or "comprising" do not exclude other possible elements or steps. Similarly, references to designations such as "a" or "an" should not be construed as excluding a plurality. The use of reference signs in the claims with respect to elements shown in the figures should also not be construed as limiting the scope of the invention. For this reason, in the claims below, several reference signs, for example:
- SO2 AM , SO2 AE and/or SpO2 as measurements and/or estimates of arterial oxygenation
- VBG M , VBG E as measurements and/or estimates of blood acid-base status in venous blood samples, and/or - ABG P as estimates of arterial blood.
are set forth in parentheses, and those skilled in the art will appreciate that certain abbreviations for these measured and/or estimated values have some specific value within the context and principles of the present invention, some of which are also shown in the figures), but other specific values may be applied alternatively or additionally and used for the technical goals and objectives achieved by the present invention. You will easily understand what can be done.

さらに、異なる請求項で言及されている個々の特徴は、有利に組み合わせられる可能性があろうが、異なる請求項でこれらの特徴を言及することは、特徴の組合せが可能ではなく、有利ではないことを除外するものではない。
Furthermore, although individual features recited in different claims may be advantageously combined, it is not advantageous to refer to these features in different claims as the combination of features is not possible. does not exclude that

Claims (18)

静脈血の値を動脈血の値に変換するための、コンピュータに実装される方法であって:
a)動脈の酸素化の測定値であるSO2 AM またはSpO2、および/または推定値であるSO2 AE を提供するステップと、
b)静脈血から得られた血液サンプル中の血液の酸塩基状態の値VBG を測定する、および/または値VBG 推定するステップと、
c)血液の酸塩基状態および酸素化状態を、動脈血の推定値(ABG)に導くための数学的モデルを適用することによって、静脈血の値を変換するステップと、ここで、
d1)動脈の酸素化の測定値および/または推定値が、対応する静脈の酸素化の値を下回る場合、
e)次に、対応する静脈の酸素化の値の関数である代替値を用いて、前記動脈の酸素化の値を推定するステップ
を含む方法。
A computer-implemented method for converting a venous blood value to an arterial blood value, comprising:
a) providing a measure of arterial oxygenation, SO2 AM or SpO2, and/or an estimate, SO2 AE ;
b) measuring the blood acid-base status value VBGM and/or estimating the value VBG E in a blood sample obtained from venous blood;
c) transforming the venous blood values by applying a mathematical model to derive the acid-base and oxygenation status of the blood to an estimate of the arterial blood ( ABGP ), wherein
d1) if the measured and/or estimated arterial oxygenation is below the corresponding venous oxygenation value,
e) next, estimating said arterial oxygenation value using a substitute value that is a function of the corresponding venous oxygenation value.
条件d1)が満たされる場合、次に、追加の条件、
d2)e)を開始するための追加の必要条件として、さらに、前記動脈の酸素化の測定値および/または推定値と前記対応する静脈の酸素化の値の間の数的差異が、所定の閾値(K)を下回る場合
を含む、請求項1に記載の方法。
If condition d1) is met, then an additional condition,
d2) As an additional requirement for initiating e), further, the numerical difference between said measured and/or estimated value of arterial oxygenation and said corresponding value of venous oxygenation is equal to a predetermined 2. The method of claim 1, including below a threshold (K).
条件d2)において、前記所定の閾値(K)が、a)で動脈の酸素化の値を提供するために使用された測定装置の測定の不確かさ、および/またはb)で静脈血サンプル中の血液の酸塩基状態の値を提供するために使用された測定装置の測定の不確かさ次第である、請求項2に記載の方法。 In condition d2), said predetermined threshold (K) is determined by a) the measurement uncertainty of the measuring device used to provide the value of arterial oxygenation and/or b) in a venous blood sample. 3. The method of claim 2, wherein the method is dependent on the measurement uncertainty of the measuring device used to provide the blood acid-base status value. 前記動脈の酸素化の値を、対応する静脈の酸素化の値の関数である代替値を用いて推定するe)の過程において、前記関数が、動脈の血液ガスおよび酸塩基状態のモデルを含み、動脈の酸素化の値を予測するために調整される、請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。 in the step of e) estimating said arterial oxygenation values using alternative values that are functions of corresponding venous oxygenation values, said functions comprising models of arterial blood gas and acid-base conditions; , adjusted to predict arterial oxygenation values. 前記動脈の酸素化の値を、対応する静脈の酸素化の値の関数である代替値を用いて推定するe)の過程において、前記代替値が、前記静脈の酸素化の値と等しい、請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。 In the step of e) estimating the arterial oxygenation value using a substitute value that is a function of the corresponding venous oxygenation value, the substitute value is equal to the venous oxygenation value. Item 5. The method according to any one of Items 1 to 4. 前記動脈の酸素化の値を、対応する静脈の酸素化の値の関数である代替値を用いて推定するe)の過程において、前記代替値が、静脈の血液ガスおよび酸塩基状態の測定ならびに/または推定における、1つもしくは複数の分析前誤差および/もしくは分析誤差、ならびに/または測定された動脈の酸素化および/もしくは推定された動脈の酸素化を補完するために適応している、請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。 In the step of e) of estimating said arterial oxygenation value using a surrogate value that is a function of the corresponding venous oxygenation value, said surrogate value is a measure of venous blood gas and acid-base status and /or adapted to compensate for one or more pre-analytical and/or analytical errors in the estimation and/or measured arterial oxygenation and/or estimated arterial oxygenation; Item 5. The method according to any one of Items 1 to 4. 前記動脈の酸素化の値を、対応する静脈の酸素化の値の関数である代替値を用いて推定するe)の過程において、前記代替値が、動脈の血液ガスおよび酸塩基状態(ABG)と静脈の血液ガスおよび酸塩基状態(VBG)の間の対応する差異をもたらす、予測される最小酸素代謝を補完するために適応している、請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。 In the step of e) of estimating said arterial oxygenation values using surrogate values that are functions of corresponding venous oxygenation values, said surrogate values are derived from arterial blood gas and acid-base status (ABG) and venous blood gases and acid-base status (VBG), adapted to complement the expected minimal oxygen metabolism Method. 前記動脈の酸素化の値を、対応する静脈の酸素化の値の関数である代替値を用いて推定するe)の過程において、前記関数が、動脈の血液ガスおよび酸塩基状態のモデルを含み、測定された静脈の血液ガスおよび酸塩基状態(VBG)ならびに/または推定された静脈の血液ガスおよび酸塩基状態を使用して動脈の酸素化の値を予測するために調整される、請求項1から7のいずれか一項に記載の方法。 in the step of e) estimating said arterial oxygenation values using alternative values that are functions of corresponding venous oxygenation values, said functions comprising models of arterial blood gas and acid-base conditions; , adjusted to predict arterial oxygenation values using measured venous blood gases and acid-base status (VBG M ) and/or estimated venous blood gases and acid-base status, claim Item 8. The method of any one of Items 1 to 7. 前記測定された静脈の血液ガスおよび酸塩基状態(VBG)が、静脈の血液ガスおよび酸塩基状態(VBG)の測定における、1つまたは複数の分析誤差を補完するためにさらに補正される、請求項8に記載の方法。 The measured venous blood gases and acid-base status (VBG M ) are further corrected to compensate for one or more analytical errors in the measurement of venous blood gases and acid-base status (VBG M ). 9. The method of claim 8. 前記測定された静脈の血液ガスおよび酸塩基状態(VBG)が、動脈の血液ガスおよび酸塩基状態(ABG)と静脈の血液ガスおよび酸塩基状態(VBG)の間の対応する差異をもたらす、予測される最小酸素代謝を補完するためにさらに補正される、請求項8または9に記載の方法。 wherein said measured venous blood gases and acid-base status (VBG M ) provide corresponding differences between arterial blood gases and acid-base status (ABG) and venous blood gases and acid-base status (VBG); 10. The method of claim 8 or 9, further corrected to complement the predicted minimum oxygen metabolism. 血液の酸塩基状態および酸素化状態を、動脈血の推定値(ABG)に導くための数学的モデルを適用することによって、静脈血の値を変換するc)の過程が、静脈血の測定値(VBG)に対して、モデル化の目的のために、酸素が除去され、かつ/または二酸化炭素が添加されるという点で変更される、請求項1から10のいずれか一項に記載の方法。 The process of c) converting the venous blood values by applying a mathematical model to derive the acid-base and oxygenation status of the blood to an estimate of the arterial blood ( ABGP ) is the venous blood measurement. 11. The method of any one of claims 1 to 10, wherein ( VBGM ) is modified in that oxygen is removed and/or carbon dioxide is added for modeling purposes. Method. 生理学的に可能な値の範囲に限定されるモデル化の目的のために、酸素が除去され、かつ/または二酸化炭素が添加される、請求項11に記載の方法。 12. The method of claim 11, wherein oxygen is removed and/or carbon dioxide is added for modeling purposes limited to a range of physiologically possible values. 前記動脈血の推定値が、生理学的に可能な値の前記範囲内で算出される、請求項12に記載の方法。 13. The method of claim 12, wherein the arterial blood estimate is calculated within the range of physiologically possible values. d2)の条件において、前記所定の閾値(K)が、生理学に基づいた安全域次第である、請求項2に記載の方法。 3. The method of claim 2, wherein in condition d2), the predetermined threshold (K) is dependent on a physiologically based safety margin. 前記数学的モデルが、組織における呼吸商(RQ)の真値が、脂質の好気性代謝では0.7、炭水化物の好気性代謝では1.0であり、0.7~1.0の間でのみ変動し得ることを適用する、請求項1に記載の方法。 The mathematical model predicts that the true value of respiratory quotient (RQ) in tissue is 0.7 for aerobic metabolism of lipids and 1.0 for aerobic metabolism of carbohydrates, and between 0.7 and 1.0. 2. The method of claim 1, applying that only . 前記数学的モデルが、生理的に可能な0.7~1.0の範囲内に設定された一定の呼吸商(RQ)によって決定された比率で、Oを添加し、静脈血からCOを除去して、シミュレートされた酸素飽和度が、動脈血中で推定されたか、または測定された酸素飽和度に等しくなるか、または実質的に等しくなるまで、シミュレーションを実施することを適用する、請求項1または15に記載の方法。 The mathematical model adds O2 and CO2 from venous blood at a rate determined by a constant respiratory quotient (RQ) set within the physiologically possible range of 0.7-1.0. and performing the simulation until the simulated oxygen saturation equals or substantially equals the oxygen saturation estimated or measured in arterial blood, 16. The method of claim 1 or 15. 静脈血の値を動脈血の値に変換するためのデータ処理システムであって、
- 動脈の酸素化の測定値であるSO2 AM またはSpO2、および/または推定値であるSO2 AE を提供するための手段、
- 静脈血から得られた血液サンプル中の血液の酸塩基状態の値VBG を測定する、および/または値VBG 推定するための手段、ならびに
- 血液の酸塩基状態および酸素化状態を、動脈血の推定値(ABG)に導くための数学的モデルを適用することによって、静脈血の値を変換し、
ここで、動脈の酸素化の測定値および/または推定値が、対応する静脈の酸素化の値を下回る場合、次に、対応する静脈の酸素化の値の関数である代替値を用いて、前記動脈の酸素化の値を推定するための手段
を含むデータ処理システム。
A data processing system for converting venous blood values to arterial blood values, comprising:
- means for providing a measure of arterial oxygenation, SO2 AM or SpO2, and/or an estimate, SO2 AE ;
- means for measuring the blood acid-base value VBGM and/or estimating the value VBGE E in a blood sample obtained from venous blood; transforming the venous blood values by applying a mathematical model to derive an estimate of the arterial blood ( ABGP );
wherein if the measured and/or estimated arterial oxygenation value is below the corresponding venous oxygenation value, then with a substitute value that is a function of the corresponding venous oxygenation value, A data processing system comprising means for estimating a value of said arterial oxygenation.
コンピュータシステムが、そのコンピュータシステムにダウンロードされた場合か、またはアップロードされた場合に、請求項17のシステムの作業を実行することを可能にするコンピュータプログラム製品。 A computer program product that enables a computer system to perform the operations of the system of claim 17 when downloaded to or uploaded to that computer system.
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